USA, un computer in un millimetro cubo

Un processore, un modulo per l’archiviazione dati, una batteria, un sensore di pressione ed un sistema per la trasmissione dei dati tramite reti wireless. Quella che potrebbe essere la descrizione di un qualsiasi tipo di dispositivo di rilevamento comunemente in commercio è in realtà l’elenco dei componenti presenti all’interno di un nuovo strumento medico realizzato dall’Università del Michigan. Cos’ha di particolare? Le dimensioni: il tutto è infatti contenuti in 1 millimetro cubo.

Ideato per monitorare i pazienti affetti da glaucoma, il chip può essere impiantato in un occhio umano senza arrecare alcun disturbo, permettendo la registrazione dei dati utili ai medici per controllare ad intervalli regolari l’andamento della situazione clinica dei pazienti. Presentato nel corso dell’International Solid-State Circuits Conference, il dispositivo rappresenta solo un primo passo verso una nuova frontiera in cui chip dalle dimensioni ridotte all’osso permettono di monitorare sistemi di ampia complessità, quali ad esempio l’inquinamento atmosferico o la stabilità di un edificio, con la possibilità di sbarcare anche nel mondo della videosorveglianza.

Quanto realizzato è il risultato dello sforzo congiunto dei dipartimenti di Ingegneria Elettronica ed Informatica dell’Università del Michigan, che dopo mesi di lavoro ha potuto finalmente svelare quanto in cantiere nei propri laboratori. Lavorando esclusivamente per pochi secondi ogni 15 minuti, il consumo energetico del dispositivo risulta minimo (5,3 nanowatts per rilevamento), grazie anche ad un sistema di sospensione in grado di mandare il standby il tutto quando necessario.

Per ricaricare la batteria è disponibile inoltre un minuscolo pannello solare, con un ciclo di carica di 10 ore in caso di illuminazione domestica, 1,5 ore invece se utilizzato con luce solare. La trasmissione dei dati avviene poi tramite un modulo wireless in grado di interfacciarsi con appositi strumenti di lettura posizionati a breve distanza dall’occhio del paziente. La frequenza di lavoro viene determinata automaticamente dal chipset, a seconda di quelle disponibili.

Un ecosistema per l’elaborazione e la diffusione di informazioni in un solo millimetro cubo, autoalimentato e per nulla invasivo: quanto prodotto negli Stati Uniti apre nuove frontiere per l’elettronica, come spiega anche il professor David Blaauw. L’obiettivo è ora quello di ridurre ulteriormente le dimensioni del dispositivo, approdando sulla scala dei nanometri, così da poter poi integrare più sistemi di rilevamento all’interno di un singolo wafer di silicio.